Le cellule staminali mesenchimali inducono tolleranza in un modello sperimentale di trapianto di rene di ratto

Abstract

Introduzione e scopo Le cellule mesenchimali staminali o stromali (MSC) sono cellule pluripotenti che sono in grado di differenziarsi in una grande varietà di linee cellulari. Le MSC sono in grado di migrare nei tessuti danneggiati e svolgere effetti antinfiammatori e immunomodulanti. Queste peculiari proprietà hanno spinto molti ricercatori ad ipotizzare un loro impiego nel trapianto d’organo. In questo studio abbiamo valutato se l’infusione di MSC modificasse gli indici di funzione renale ed il quadro istologico nel danno da rigetto acuto in un modello sperimentale di trapianto di rene di ratto. Materiali e metodi Sono stati studiati 4 gruppi di ratti:Gruppo A: 10 ratti con allotrapianto non trattati, Gruppo B: 10 ratti con allotrapianto trattati con MSC, Gruppo C: 5 ratti con trapianto singenico non trattati e Gruppo D: 5 ratti con trapianto singenico trattati con MSC. Di questi ratti è stato studiato l’andamento della funzione renale (in basale, ai giorni 3 e 7) e il quadro istologico al 7° giorno dal trapianto. Inoltre, sono stati valutati i livelli tissutali e sierici di citochine con effetto pro e anti-infiammatorio. Risultati I ratti trattati con MSC hanno mostrato una miglior funzione renale ed un grado di tubulite, vasculite, glomerulite ed infiammazione (valutata come infiltrato di monociti-macrofagi e linfociti CD4 e CD8) significativamente meno severi rispetto ai ratti non trattati. L’analisi su tessuto e del siero ha mostrato nei ratti trattati un significativo aumento dei livelli di IL-10 (citochina anti-infiammatoria) ed una significativa riduzione dei livelli di IFN e citochine pro-infiammatorie (IL-6 e IL-1), rispetto ai ratti non trattati. Conclusione Il nostro studio dimostra, in un modello sperimentale di trapianto di rene, che l’infusione di MSC attenua il danno renale indotto da rigetto acuto e modula la risposta immune, probabilmente attraverso un effetto sistemico sul pattern citochinico. Questi risultati potrebbero rappresentare un punto di partenza per l’impiego delle MSC nel trapianto renale nell’uomo.

Introduction and aim Mesenchymal Stromal Cells (MSC), are multipotent cells which can differentiate into various mature cell type. Because of the ability of MSC for multilineage adult cell differentiation, therapy with MSC has been tried in different types of experimental and human disease with the intent of replacing injured cells in damaged tissues. We investigated the effects of MSC on the function and histopathology of kidney allograft in the early post-transplant period. In addition, we have studied the effects of MSC on the systemic and renal expression of inflammatory cytokines. Methods We studied 4 groups of rats: A: non treated allogeneic transplantation, B: allogeneic transplantation treated with MSC, C: non treated syngeneic transplantation and D syngeneic transplantation treated with MSC. Serum and urine creatinine were measured before transplantation, 3 and 7 days after transplantation. Renal morphology was evaluated 7 days after transplantation. In addition, we measured both serum levels and tissue content of pro- and anti-inflammatory cytokines. Results MSC significantly attenuated the fall in GFR caused by acute rejection at day 3, and provided a full recovery of GFR at day 7. Furthermore, MSC had a striking effect on rejection-related tissue injury, e.g. immune cell infiltration, tubulitis, vasculitis and glomerulitis. Infusion of MSC attenuated significantly the rise in IFN both in syngrafted and in allografted kidneys and caused a further rise in IL-10 in allografted kidneys. Treatment with MSC reduced serum IFN and IL-6 and increased IL-10 in allografted rats. Conclusions Our study demonstrates in vivo that MSC infusion significantly attenuates acute renal allograft damage and improves renal recovery in experimental renal transplantation.